近期，包頭稀土研究院“復(fù)合式永磁室溫磁制冷機(jī)的研制”項(xiàng)目榮獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。磁制冷項(xiàng)目組成立于1999年，主要從事室溫磁制冷機(jī)、磁制冷機(jī)用磁場(chǎng)系統(tǒng)及稀土基室溫磁制冷材料的研究開(kāi)發(fā)工作。
包頭稀土研究院室溫磁制冷機(jī)已歷經(jīng)了四代的研發(fā)，即磁液體制冷機(jī)，往復(fù)式永磁磁制冷機(jī)，旋轉(zhuǎn)式永磁磁制冷機(jī)，復(fù)合式永磁室溫磁制冷機(jī)的研發(fā)。第四代復(fù)合式永磁室溫磁制冷機(jī)是在往復(fù)式磁制冷機(jī)和旋轉(zhuǎn)式磁制冷機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。往復(fù)式室溫磁制冷機(jī)因其循環(huán)頻率受原理限制，無(wú)法達(dá)到更高的制冷效率。而旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷機(jī)雖然能夠達(dá)到很高的頻率，但是其熱交換系統(tǒng)復(fù)雜，故障率高。為了避免這些缺點(diǎn)，第四代復(fù)合式制冷機(jī)利用雙旋轉(zhuǎn)永磁磁場(chǎng)系統(tǒng)來(lái)代替上述兩類(lèi)室溫磁制冷機(jī)中常用的固定永磁磁場(chǎng)系統(tǒng)，而熱交換仍采用往復(fù)式，這樣既可以保證室溫磁制冷機(jī)的熱交換系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，又能夠使頻率大幅度提高。
目前，復(fù)合式室溫磁制冷機(jī)已實(shí)現(xiàn)一體化，可以搭載大于100L的制冷空間，最大制冷溫差26℃，冷端最低溫度可達(dá)-6.5℃，磁制冷機(jī)制冷功率的計(jì)算值為1000W，可將罐裝啤酒從25℃冷卻到5℃，可以滿足冷藏要求，初步具備實(shí)用性，該成果已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平?；谠搹?fù)合式磁制冷機(jī)的研究成果，稀土研究院正在進(jìn)行商業(yè)化磁制冷冷藏柜的小批量開(kāi)發(fā)。同時(shí)稀土研究院也非常注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，目前已獲得制冷機(jī)專利授權(quán)6項(xiàng)。磁制冷機(jī)未來(lái)的研發(fā)方向是向小型化、輕量化發(fā)展，以降低成本，使其更具優(yōu)勢(shì)，滿足市場(chǎng)化要求。
磁制冷機(jī)的研發(fā)離不開(kāi)磁制冷材料及磁場(chǎng)系統(tǒng)的研發(fā)，磁制冷材料是磁制冷研發(fā)的關(guān)鍵部分，而磁場(chǎng)系統(tǒng)則決定了磁制冷機(jī)的形式及尺寸。稀土院研發(fā)了Gd系及La(FeCoSi)13、LaCe(FeSi)13系磁制冷材料及球形顆粒、片狀、槽型等各類(lèi)型磁工質(zhì)，已能夠小批量生產(chǎn)，并為國(guó)內(nèi)外提供了產(chǎn)品。同時(shí)，設(shè)計(jì)研制了各類(lèi)型磁制冷機(jī)用磁場(chǎng)系統(tǒng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度最大可達(dá)2.0T，為美國(guó)、荷蘭、西班牙、巴西、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家及國(guó)內(nèi)提供了產(chǎn)品。磁制冷項(xiàng)目的研發(fā)對(duì)擴(kuò)大NdFeB應(yīng)用領(lǐng)域、Le、Ce、Gd等稀土資源的綜合利用、推動(dòng)稀土產(chǎn)業(yè)的平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
